EP1015287B1 - Optoelectronic monitoring device for a motor vehicle - Google Patents

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EP1015287B1
EP1015287B1 EP19980951457 EP98951457A EP1015287B1 EP 1015287 B1 EP1015287 B1 EP 1015287B1 EP 19980951457 EP19980951457 EP 19980951457 EP 98951457 A EP98951457 A EP 98951457A EP 1015287 B1 EP1015287 B1 EP 1015287B1
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EP
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sensor array
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imaging
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Ralf Böbel
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Abstract

The invention relates to an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle, comprising a plurality of optical scanning systems (A-G) which are allocated to several different monitoring objects. On the output side, said optical scanning systems (A-G) act upon the photosensitive surface of a photoelectric sensor array (10) consisting of a number of photoelectric transformer elements forming individual pixels in a two-dimensional arrangement. Said transformer elements generate an electrical signal depending on the light to which they are subjected, said electrical signal corresponding to the intensity of the light. The output of each scanning system (A-G) is located on a transformer element group (PCA-PCG), said group being allocated to that scanning system and consisting of one or several transformer elements, in order to scan the optical information provided by said scanning system (A-G). The invention also comprises an evaluation unit which is acted upon by the electrical output signals of the sensor array (10) and which controls the actuators according to the result of an evaluation of the information relating to the object. The scanning systems (A-G) are assembled in a physical unit in the area of their outputs and are fixed on a circuit support (11) which is allocated to the sensor array (10).

Description

Beschreibung für folgende Vertragsstaaten : DE, ES, FR, IT Description for the following Contracting States: DE, ES, FR, IT

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. The invention relates to an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle.

Eine derartige Überwachungseinrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 4 867 561 bekannt. Such a monitoring device is known for example from US-PS 4,867,561. Diese Überwachungseinrichtung ist als Regensensor eingesetzt und besteht aus einem Abbildungssystem zum Abbilden von auf der Windschutzscheibe befindlichen Wassertropfen auf einem optoelektronischen Sensorarray, welches als CCD-Zeile ausgebildet ist. This monitoring device is used as a rain sensor and consists of an imaging system for imaging found on the windshield of water droplets on an optoelectronic sensor array, which is configured as a CCD line. Der Regensensor umfaßt eine IR-lichtemittierende Einheit, deren Licht zum Detektieren von Wassertröpfchen auf der Windschutzscheibe zu dieser hingerichtet ist und wobei bei Vorhandensein von Wassertröpfchen auf der Windschutzscheibe eine Reflektion des emittierten Lichtes erfolgt. The rain sensor comprises an IR light emitting unit, the light of which is executed for detecting water droplets on the windscreen to this and wherein the presence of water droplets on the windshield is carried out a reflection of the emitted light. Das reflektierte Licht wird einer abbildenden konvexen Linse zugeführt, hinter der die CCD-Zeile als photoelektrisches Sensorarray angeordnet ist. The reflected light is supplied to an imaging convex lens behind which the CCD line is arranged as a photoelectric sensor array. In diesem Fall dient die Linse als Abbildungssystem zum Abbilden der von dem Sensorarray zu erfassenden optischen Information. In this case, the lens serving as an imaging system for imaging of the to be detected by the sensor array optical information.

In einer Ausgestaltung dieses vorbekannten Regensensors ist vorgesehen, zwei IR-Lichtquellen zu verwenden, wobei die eine auf die äußere Oberfläche der Windschutzscheibe und die andere auf die innere Oberfläche der Windschutzscheibe abgestimmt ist. In one embodiment of this prior art rain sensor is provided to use two IR light sources, which is matched to the outer surface of the windshield and the other on the inner surface of a windshield. Dadurch ist eine Unterscheidung zwischen auf der Außenseite der Windschutzscheibe befindlichen Regentropfen und auf der Innenseite der Windschutzscheibe befindlichen Wassertröpfchen (Beschlag) möglich. Characterized a distinction between located on the outside of the windshield raindrops and located on the inside of the windshield of water droplets (fogging) is possible. Zu diesem Zweck sind eine bestimmte Anzahl nebeneinander liegender Wandlerelemente der CCD-Zeile zum Auswerten in Wandlerelementgruppen zusammengefaßt. For this purpose, a certain number of adjacent transducer elements of the CCD line for evaluating are summarized in transducer element groups. Dabei ist vorgesehen, eine solche Gruppe der für das Detektieren von Regentropfen vorgesehenen Lichtquelle und eine weitere Gruppe der für das Detektieren eines Beschlages vorgesehenen Lichtquelle zuzuordnen. It is provided to assign a group of such provided for detecting raindrops light source and a further group of provided for the detecting of a fitting light source.

Insgesamt stellt diese vorbekannte Vorrichtung einen Regen- bzw. Feuchtigkeitssensor dar, mit dem ausschließlich feststellbar ist, ob Wassertröpfchen auf der Außen- oder auf der Innenseite einer Windschutzscheibe vorhanden sind. Overall, this prior art device represents a rain or moisture sensor, which is exclusively determined if water droplets are present on the outside or on the inside of a windshield.

Aus der DE 197 04 818 A1 ist ein optischer Sensor bekannt, bei dem unterschiedlichen Überwachungsobjekten zugeordnete optische Überwachungssysteme ein photoelektrisches Sensorarray, etwa ein CCD-Array beaufschlagen. From DE 197 04 818 A1, an optical sensor is known in which different monitoring objects optical monitoring systems associated with a photoelectric sensor array, apply as a CCD array. Diese optoelektronische Überwachungseinrichtung dient zum einen einer Kontrasterkennung der Kraftfahrzeugumgebung, beispielsweise zur Detektion von Tunnelein- und -ausfahrten. This optoelectronic monitoring device is used for one of a contrast detection of the automotive environment, for example for the detection of tunnel entrances and exits,. Das eingesetzte Abbildungssystem besteht aus einer optischen Sammellinse, die auf die Umgebung des Kraftfahrzeuges nach vorne gerichtet fokussiert ist. The imaging system employed consists of an optical condenser lens, which is focused directed to the surroundings of the motor vehicle to the front. In einer weiteren Anwendung dieser Überwachungseinrichtung dient diese als Regensensor. In another application of this monitoring device, this serves as a rain sensor. Zu diesem Zweck wird in den Strahlengang des zuvor beschriebenen Abbildungssystems die Rückstreustrahlung von innenseitig die Windschutzscheibe beleuchteten Lichtstrahlen eingebracht, wobei die am Sensorarray empfangene Rückstreuung ein Maß für die Benetzung der Windschutzscheibe ist. For this purpose, the backscattered radiation is introduced from the inside of the windshield illuminated light rays in the beam path of the imaging system described above, wherein the received at the sensor array back-scattering is a measure of the wetting of the windscreen. Ausgangsseitig ist an das Sensorarray eine Auswerteeinheit zum Ansteuern von Aktoren in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ergebnis einer Auswertung der objektbezogenen Informationen angeordnet. an evaluation unit for controlling actuators in response to the respective result of an evaluation of the object-related information output side arranged on the sensor array.

Im Automotivebereich werden optische Sensoren zum Erfassen vielfältiger optischer Informationen verwendet. In the automotive industry, optical sensors are used to detect a variety of optical information. Beispielsweise finden derartige Sensorsysteme Anwendung bei der Erfassung des Sonnenstandes, bei der Fahrlichtsteuerung oder etwa bei einer Innenraumüberwachung. For example, such sensor systems are used in the detection of the sun, in the headlight control or about an interior monitoring. Sämtliche dieser Systeme verfügen über entsprechende photoelektrische Sensorarrays sowie über entsprechende Abbildungssysteme. All of these systems have corresponding photoelectric sensor array and use the appropriate systems.

Ausgehend von diesem diskutiertem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Überwachungseinrichtung vorzuschlagen, mit der unterschiedliche optische Informationen verschiedener optischer Sensorsysteme erfaßbar und auf einem Sensorarray abbildbar sind. Starting from this prior art diskutiertem the invention is therefore the object of proposing an optoelectronic monitoring device, can be detected and imaged on a sensor array with the different optical information from different optical sensor systems.

Diese Aufgabe-wird erfindungsgemäß durch eine optoelektronische Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren unterschiedlichen Überwachungsobjekten zugeordneten optischen Abbildungssystemen gelöst, die ausgangsseitig die photosensitive Oberfläche eines gemeinsamen photoelektrischen Sensorarrays, bestehend aus einer Vielzahl von einzelne Bildpunkte bildenden photoelektrischen Wandlerelementen in einer zweidimensionalen Anordnung, beaufschlagen, welche Wandlerelemente in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Lichtbeaufschlagung ein der Lichtstärke entsprechendes elektrisches Signal generieren, wobei der Ausgang eines jeden Abbildungssystems zum Abbilden der von diesem Abbildungssystem bereitgestellten optischen Information über einer diesem Abbildungssystem zugeordneten, aus einem oder mehreren Wandlerelementen bestehende Wandlerelementgruppe angeordnet ist, sowie mit einer durch die elektrischen Ausgangssignale des Sensorarrays beaufschlagten Auswerteeinheit zum Anst This object-is achieved by an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle associated with several different monitoring objects optical imaging systems, on the output side act on the photosensitive surface of a common photoelectric sensor array comprising forming a plurality of individual image points photoelectric conversion elements in a two-dimensional arrangement, which transducer elements generate a light intensity corresponding electrical signal in dependence on their respective light impingement, wherein for imaging the information provided by this imaging system, optical information on a this imaging system associated with the output of each imaging system is arranged from one or more transducer elements existing transducer element group, and having a through electrical output signals of the sensor array applied to the evaluation unit Anst euern von Aktoren in Abhängigkeit von dem Ergebnis einer Auswertung der Objekt bezogenen Informationen, welche Abbildungssysteme im Bereich ihrer Ausgänge zu einer gegenständlichen Einheit zusammengefaßt und auf einem dem Sensorarray zugeordneten Schaltungsträger fixiert sind. euern of actuators in response to the result of an evaluation of the object-related information, which imaging systems are combined at their outputs to an objective unit and fixed to an associated one of the sensor array circuit carrier.

Durch die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung, der mehrere Abbildungssysteme, zweckmäßigerweise von einem gemeinsamen, die Abbildungssysteme zusammenfassenden Halter getragen, zugeordnet sind, kann diese Überwachungseinrichtung unter Verwendung eines einzigen Sensorarrays für die unterschiedlichsten optischen Sensorsysteme eingesetzt werden. The inventive monitoring device, which a plurality of imaging systems, conveniently carried by a common, imaging systems summary holder associated, these monitoring means can be employed using a single sensor array for a variety of optical sensor systems. Als Abbildungssysteme kommen sowohl bildabbildende, etwa Linsen, oder lichtleitende Systeme in Frage. As imaging systems systems are both visual imaging, such as lenses or light-conducting in question. Da dem Ausgang jedes Abbildungssystems eine bestimmte Wandlerelementgruppe des Sensorarrays zugeordnet ist, ist eine eindeutige Zuordnung bestimmter Gruppensignale zu bestimmten Abbildungssystemen und somit zu bestimmten zu erfassenden optischen Informationen möglich. Since the output of each imaging system is associated with a particular transducer element group the sensor array, a unique assignment of certain group signals at certain imaging systems, and thus certain to be detected optical information is possible. Dabei kann vorgesehen sein, daß zwischen den einzelnen Wandlerelementgruppen Wandlerelementspalten bzw. -zeilen vorgesehen sind, die keinem Abbildungssystem zugeordnet sind. It can be provided that converter element columns are or -lines provided between the individual transducer element groups which are not associated with the imaging system. Mit diesen Wandlerelementen ließe sich eine Belichtungssteuerung entsprechend dem Umgebungslicht oder eine Bestimmung des Gleichlichtanteiles durchführen. These transducer elements to an exposure control in accordance with the ambient light or a determination of the direct light component could perform.

Die einzelnen Abbildungssysteme sind im Bereich des photoelektrischen Sensorarrays zu einer gegenständlichen Einheit zusammengefaßt und auf dem Schaltungsträger des Sensorarrays fixiert. The individual imaging systems are summarized in the area of ​​the photoelectric sensor array to form a physical unit and fixed on the circuit carrier of the sensor array. Somit ist das Sensorarray bezüglich der Ausgänge der Abbildungssysteme in einer fixierten Position gehalten, so daß auch bei Auftreten von Fahrzeugvibrationen von den Abbildungssystemen immer dieselben Wandlerelemente beaufschlagt werden. Thus, the sensor array with respect to the outputs of the imaging systems is held in a fixed position so that also are acted upon the occurrence of vehicle vibration by the imaging systems always the same transducer elements.

Bei Bestückung eines in einem Kraftfahrzeug verwendeten photoelektrischen Sensorarrays mit einer Linse als eines der Abbildungssysteme ist dieses zum Erfassen bildabbildender Informationen geeignet. In assembling a motor vehicle used in a photoelectric sensor array with a lens as one of the imaging systems of this picture imaging for detecting information is suitable. Ein solches System läßt sich daher beispielsweise als Innenraumüberwachungssystem oder auch zur Überwachung der Umgebung des Kraftfahrzeuges, etwa zum Signalempfang bei einer Abstandssensorik verwenden. Therefore, such a system can, for example, as an interior monitoring system or for monitoring the environment of the motor vehicle, use about for signal reception at a distance sensor. Bei Verwendung dieses Sensorarrays zur Innenraumüberwachung ist es zweckmäßig, ein solches Sensorarray im Bereich des inneren Rückspiegels bzw. im Bereich einer Dachkonsole, etwa als Dachmodul nach hinten blickend anzuordnen. Using this sensor arrays for interior monitoring, it is useful to arrange such a sensor array in the region of the inner rear-view mirror or in the region of a roof panel, such as a roof module backwards looking. Die übrigen optischen Informationen werden dem Sensorarray mittels optischen Lichtleitern als weitere Abbildungssysteme zugeführt, wobei einzelne Fasern zur Übermittlung etwa von Lichtstärken oder Faserbündel zur Übermittlung von bildabbildenden Informationen eingesetzt sein können. The remaining optical information is supplied to the sensor array by means of optical light guides than other imaging systems, with individual fibers for transmission of light as starches or fiber bundle may be used for the transmission of image-forming information.

Ein solches photoelektrisches Sensorarray mit einer durch Zusammenfassung verschiedener Abbildungssysteme gebildeten Multifunktionsoptik kann auch an anderer Position in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Such a photo-electric sensor array with a plane formed by combination of various imaging systems multifunction optics can be arranged at a different position in a motor vehicle. Die dem Sensorarray zugeführte optische Information kann bereits hinsichtlich der tatsächlich zu erfassenden Information gefiltert sein. Supplied to the sensor array optical information may already be filtered in terms of actually detected information. Da das Sensorarray zur Aufnahme einer großen Frequenzbandbreite ausgestaltet sein kann, ist ein solches Sensorarray gleichzeitig für die unterschiedlichsten optischen Sensoriken geeignet, die sowohl IR-Licht, sichtbares Licht oder UV-Licht verwenden können. Since the sensor array for accommodating a wide frequency bandwidth can be designed, such a sensor array is also suitable for a variety of optical sensor systems that can use both the IR light, visible light or UV light.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist als Sensorarray ein solches vorgesehen, dessen einzelne Wandlerelemente frei adressierbar und auslesbar sind. In an advantageous development of such is provided as the sensor array, the individual transducer elements are freely addressable and readable. Eine solche Ausgestaltung bringt insbesondere Vorteile hinsichtlich einer Ausrichtung der sensorarrayseitigen Ausgänge der Abbildungssysteme zur photosensitiven Oberfläche des Sensorarrays bei einer Montage der beiden Elemente sowie in Bezug auf eine Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität. Such a configuration brings particular advantages with respect to an orientation of the sensor array-side outputs of the imaging systems to the photosensitive surface of the sensor array in an assembly of the two elements as well as with respect to a guarantee of a constant quality. Aufgrund der gleichartigen Ausbildung aller Wandlerelemente des Sensorarrays läßt sich bei dieser Ausgestaltung die räumlich Lage einer Wandlerelementgruppe softwaremäßig definieren. Due to the similar training for all transducer elements of the sensor array, the spatial position of a transducer element group can be defined by software in this configuration. Es ist dann eine softwaregesteuerte Justage der Wandlerelementgruppen bezüglich der jeweiligen Abbildungssysteme möglich. It is then a software-controlled adjustment of the transducer element groups with respect to the respective imaging systems possible. Dadurch lassen sich Montageungenauigkeiten hinsichtlich der Anordnung der Abbildungssysteme zum Sensorarray ausgleichen; This assembly inaccuracies can be compensated for sensor array in the arrangement of the imaging systems; ebenfalls sind die einzelnen Wandlerelementgruppen an Veränderungen, die sich infolge eines langjährigen Betriebes oder infolge anderer Ursachen, die zu einer Abweichung der für ein Abbildungssystem definierten Wandlerelementgruppe führen, softwaremäßig adaptierbar. also, the individual transducer element groups on changes taking place as a result of many years of operation or due to other causes, which lead to a deviation of the transducer element group defined for an imaging system by software adaptable.

Weitere Vorteile der Erfindung sowie Weiterbildungen sind Bestandteil der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Further advantages of the invention as well as further developments are part of the dependent claims and the following description of an embodiment. Es zeigen: Show it:

Fig. 1: Fig. 1:
einen schematisierten Schnitt durch ein photoelektrisches Sensorarray mit mehreren Abbildungssystemen einer optoelektronischen Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, a diagrammatic section through a photoelectric sensor array having a plurality of imaging systems, an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle,
Fig. 2: Fig. 2:
eine vergrößerte Draufsicht auf das Sensorarray der Figur 1 und an enlarged plan view of the sensor array of Figure 1 and
Fig. 3 Fig. 3
eine schematische Ansicht durch ein weiteres photoelektrisches Sensorarrays mit mehreren Abbildungssystemen einer optoelektronischen Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. a schematic view of a further photoelectric sensor array having a plurality of imaging systems, an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle.

Auf einer Leiterplatte 1 ist ein photoelektrischer Sensorarray 2 mit seinen Kontaktfüßen 3 entsprechende Leiterbahnen elektrisch kontaktierend befestigt. On a circuit board 1, a photoelectric sensor array 2 is mounted with its contact pads 3 corresponding printed conductors electrically contacting. Bei dem photoelektrischen Sensorarray 2, handelt es sich um einen quadratischen Kamerasensorchip, dessen photosensitive Oberfläche durch eine Vielzahl von einzelnen Wandlerelementen (Pixeln) gebildet wird. In the photoelectric sensor array 2, is a square camera sensor chip whose photosensitive surface is formed by a plurality of individual transducer elements (pixels). Bei dem dargestellten photoelektrischen Sensorarray sind quadratische Pixel vorgesehen, so daß das Sensorarray 2 eine der Spaltenpixelzahl entsprechende Zeilenpixelzahl aufweist. In the exemplary photoelectric sensor array square pixels are provided, so that the sensor array 2 has one of the column pixel count corresponding row number of pixels. Die einzelnen Pixel des Kamerasensorchips 2 sind frei adressierbar und auslesbar. The individual pixels of the camera sensor chip 2 are freely addressable and readable.

Oberhalb des Sensorarrays 2 ist eine in einem nicht näher dargestellten Halter gehaltene Multifunktionsoptik 4 angeordnet. Above the sensor array 2 is an in a not-shown holder multifunction optical system 4 is arranged. Die Multifunktionsoptik 4 stellt einen Optikkörper dar, in dem mehrere Abbildungssysteme 5, 6, 7 zusammengefaßt sind. The multi-function optical system 4 is an optical body is in which multiple imaging systems 5, 6, are summarized. 7 Die Abbildungssysteme 5, 6, 7 führen der photosensitven Oberfläche des Sensorarrays 2 die für die Erfassung bestimmter Systeme benötigte optische Information zu. The imaging systems 5, 6, 7 perform the time required for the recording of certain optical information systems to the photosensitven surface of the sensor array. 2 Bei dem Abbildungssystem 5 handelt es sich um eine abbildende Optik, nämlich um eine konvexe Linse; In the imaging system 5 is an imaging optical system, namely a convex lens; bei den Abbildungssystemen 6, 7 handelt es sich jeweils um optische Lichtleiter, die die benötigte optische Information von dem eigentlichen Ort der Erfassung dem Sensorarray 2 zuführen. in the imaging systems 6, 7 are in each case to optical light conductors which perform the required optical information from the actual location of the detection to the sensor array. 2 Das Abbildungssystem 5 dient bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zur Innenraumüberwachung eines Kraftfahrzeuges. The imaging system 5 is used in the illustrated embodiment in Figure 1 for monitoring a motor vehicle interior. Die Abbildungssysteme 6, 7 dienen der Darstellung einer Regensensorik bzw. einer Sonnenstandssensorik. The imaging systems 6, 7 are used to represent a rain sensor or a sun position sensor.

Die Multifunktionsoptik 4 bzw. der Halter des Optikkörpers ist über Füße 8 abgestützt auf der Leiterplatte 1 in Auffangbohrungen 9 gehalten und befestigt. The multi-functional optical unit 4 and the holder of the optical body is about 8 feet supported on the circuit board 1 in collecting holes 9 is held and fixed.

Aus der Darstellung der Figur 1 wird deutlich, daß bei der Montage sowohl des Kamerasensorchips 2 als auch der Multifunktionsoptik 4 Toleranzungenauigkeiten hinsichtlich der Zuordnung des Ausgangs eines Abbildungssystems 5, 6 oder 7 zu einem bestimmten diesen Ausgängen zugeordneten Pixelcluster auftreten können. From the illustration in Figure 1 it is clear that can 4 tolerance inaccuracies with regard to the assignment of the output of an imaging system 5, 6 or 7 to a certain assigned to these outputs pixel clusters in the assembly of both the camera sensor chips 2 and the multi-function optic. Eine exakte, an die tatsächlichen Ausgänge der Abbildungssysteme 5, 6, 7 nach einer Montage der Einheiten 2, 4 auf einer Leiterplatte 1 adaptierte Justage der Einheiten 2, 4 zueinander erfolgt durch eine softwaregesteuerte Pixelclusterung, so daß genau diejenigen Pixel des Sensorarrays 2 dem jeweiligen Ausgang eines Abbildungssystemes 5, 6, 7 zugeordnet sind, die auch tatsächlich von dem Ausgang eines solchen Abbildungssystemes 5, 6, 7 lichtbeaufschlagt sind. An accurate, actual to the outputs of the imaging systems 5, 6, 7 adapted on a circuit board 1 after assembly of the units 2, 4, adjustment of the units 2, 4 to one another is by a software-controlled Pixelclusterung so that exactly those pixels of the sensor array 2 of each are assigned to the output of an imaging system 5, 6, 7 which are actually lichtbeaufschlagt from the output of such imaging system 5, 6,. 7 Zu diesem Zweck sind die einzelnen Pixel frei adressierbar. For this purpose, the individual pixels are freely addressable. Entsprechend lassen sich langsamere Veränderungen infolge des Betriebes dieses Systems ausgleichen. Accordingly, slower changes due to the operation of this system can be compensated.

Aus der in Figur 2 gezeigten Draufsicht auf die photosensitive Seite des Kamerasensorchips 2 wird die Clusterung der Pixel deutlich. the clustering of the pixels is significantly from the position shown in Figure 2 plan view of the photosensitive side of the camera sensor chip. 2 Dem Abbildungssystem 5 ist das Pixelcluster PC 5, dem Abbildungssystem 6 das Pixelcluster PC 6 und dem Abbildungssystem 7 das Pixelcluster PC 7 zugeordnet. The imaging system 5, the pixel cluster PC 5, the imaging system is 6, the pixel cluster PC 6 and the imaging system 7, the pixel cluster PC 7 assigned. Neben den Abbildungssystemen 5, 6, 7 sind in der Multifunktionsoptik 4 weitere, in Figur 1 der Übersicht halber nicht dargestellte Abbildungssysteme enthalten, deren Pixelcluster in Figur 2 mit PC 10, PC 11, PC 12 und PC 13 bezeichnet sind. In addition to the imaging systems 5, 6, 7 are in the multifunction optical system 4 further included in Figure 1 for clarity imaging systems, not shown, the pixel clusters are designated in Figure 2 with PC 10, PC 11, PC 12 and PC. 13 Die einzelnen Pixelcluster PC 5, PC 6, PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 grenzen nicht unmittelbar aneinander, sondern sind durch einzelne Pixelreihen bzw. -spalten voneinander getrennt. The individual pixel cluster PC 5, PC 6, the PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 does not directly adjoin one another, but are by individual pixel rows or columns separated from each other. Diese, dem Ausgang eines Abbildungssystems nicht unmittelbar zugeordneten Pixel können entweder ungenutzt und somit softwaremäßig nicht angesteuert sein, oder aber diese können etwa der Belichtungssteuerung oder zur Bestimmung des Gleichlichtanteiles verwendet werden. This, the output of an imaging system not directly associated pixels may either be unused, and thus by software not driven, or they can be used as the exposure control or determination of the direct light component.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausgänge der verwendeten Abbildungssysteme so angeordnet, daß diese quasi unmittelbar aneinandergrenzen, wobei diese sich jedoch gegenseitig nicht beeinflussen. In a further embodiment not shown, the outputs of the imaging systems used are so arranged that these quasi directly adjoin one another, which mutually not influence each other.

Durch die freie Auslesbarkeit der einzelnen Pixelcluster PC 5, PC 6, PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 können die Signale getrennten Auswerteverfahren zugeführt werden. Due to the free readability of each pixel cluster PC 5, PC 6, the PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 signals the separate evaluation can be fed. Entsprechend ist es möglich, den einzelnen Pixeldustem PC 5 bis PC 13 unterschiedliche Bedeutungen bzw. Prioritäten zuzuordnen, anhand deren sich die Rangfolge ihres Auslesens orientiert. Accordingly, it is possible to assign PC 5 PC 13 different meanings and priorities each Pixeldustem which can determine the ranking of a reading-oriented.

Der Kamerasensorchip 2 ist an eine in den Figuren nicht dargestellte Prozessoreinheit angeschlossen, durch die die einzelnen Pixelcluster PC 5 bis PC 13 des Kamerasensorchips 2 entsprechend einem vorgegebenen Algorithmus ausgelesen werden. The camera sensor chip 2 is connected to a not shown in the figures processor unit by which the individual pixel cluster PC 5 are read out to the PC 13 of the camera sensor chip 2 in accordance with a predetermined algorithm.

Nach Art einer perspektivischen Ansicht ist in Figur 3 schematisiert die Aufnahmeeinheit einer weiteren optoelektronischen Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug dargestellt. In the manner of a perspective view of the recording unit of another optoelectronic monitoring device for a motor vehicle schematically shown in Figure 3. Die Aufnahmeeinheit umfaßt wiederum einen Flächenkamerachip 10, der auf einer Trägerplatte 11 montiert ist. The pickup unit in turn comprises a surface of camera chip 10 which is mounted on a support plate. 11 In einem nicht näher dargestellten Halter sind mehrere Abbildungssysteme A - G zusammengefaßt und von diesem in ihrer in Figur 3 dargestellten Position bezüglich der photosensitiven Oberfläche des Flächenkamerachips 10 gehalten. In a not-shown holder a plurality of imaging systems are A - G combined and held by the latter in its illustrated in Figure 3 position relative to the photosensitive surface of the camera chip surface 10th Die Abbildungssysteme A - G führen optische Informationen von unterschiedlichen Überwachungsobjekten dem Flächenkamerachip 10 zu. The imaging systems A - G lead optical information from different monitoring objects the area camera chip 10 to. Jedem Abbildungssystem A - G ist ein diskretes Pixelcluster PC A - PC G zugeordnet. Each imaging system A - G is a discrete pixel cluster PC A - PC G assigned. Bei den Abbildungssystemen E - G handelt es sich um bildabbildende Abbildungssysteme, wobei die in Figur 3 dargestellten Optiken nach Art konvexer Linsen ausgebildet sind. In the imaging systems E - G is image imaging imaging systems, the optics illustrated in Figure 3 are designed in the form of convex lenses. Die übrigen Abbildungssysteme A - D dienen der Übermittlung von lichtabbildenden Informationen, wie beispielsweise Helligkeitsunterschieden. Other imaging systems A - D are intended to give light imaging information, such as differences in brightness.

Es ist besonders vorteilhaft, die dargestellten Abbildungssysteme A - G aus einem Kunststoff herzustellen, wobei die dargestellten Optikkörper durch Stege miteinander verbunden sind. It is particularly advantageous, the exemplary imaging systems A - G manufacture of a plastic, wherein the optical body shown are connected to each other by webs. Die Stege stellen dann den gemeinsamen Halter der Abbildungssysteme A - G dar, wobei diese sich über Füße auf der Trägerplatte 11 abstützen. The webs then set the common support of the imaging systems A - represents G, which are supported on feet on the support plate. 11 Dabei kann vorgesehen sein, daß diese zusammengehaltenen Abbildungssysteme durch einen rastenden Steckvorgang mit der Trägerplatte 11 verbindbar sind. In this case that these are held together imaging systems can be connected by a latching plug-in operation with the carrier plate 11 can be provided.

In einer Weiterführung ist vorgesehen, daß einzelne Pixelcluster nicht einheitlich, sondern in Blöcke segmentiert blockweise ausgelesen werden, wie dies etwa aus der US-PS 4 867 561 bekannt ist. In a further development it is provided that individual pixel clusters not uniform, but in blocks segmented is read out block by block, as is known for instance from the US-PS 4,867,561.

Aus der Darstellung der Erfindung wird deutlich, daß das beschriebene photoelektrische Sensorarray mit seiner Multifunktionsoptik für zahlreiche Anwendungsfälle geeignet ist, von denen hier beispielsweise die Anwendung im Automotivebereich dargelegt ist. From the illustration of the invention will be apparent that the photoelectric sensor array described is suitable, with its optics multifunction for numerous applications, one of which for example the application in the automotive sector is set forth herein. Die Möglichkeit der zentralen Anordnung eines solchen Systems wirkt sich auch günstig auf die Variabilität eines solchen Systems aus, beispielsweise wenn eine Multifunktionsoptik freie Aufnahmen zur nachträglichen Installation zusätzlicher Abbildungssysteme aufweist. The ability of the central arrangement of such a system also has a favorable effect on the variability of such a system from, for example, when a multi-function optic has free images for subsequent installation of additional imaging systems. Durch einfaches Umprogrammieren der Pixelcluster bzw. durch zusätzliches Aktivieren bestimmter Pixelcluster läßt sich der Kamerasensorchip 2 entsprechend einrichten. By simply reprogramming the pixel clusters, or by additionally activating certain pixel clusters the camera sensor chip 2 can be set up accordingly.

Zusammenstellung der Bezugszeichen Compilation of reference numerals

1 1
Leiterplatte circuit board
2 2
photoelektrisches Sensorarray, Kamerasensorchip photoelectric sensor array camera sensor chip
3 3
Kontaktfuß contact foot
4 4
Multifunktionsoptik Multifunction optics
5 5
Abbildungssystem imaging system
6 6
Abbildungssystem imaging system
7 7
Abbildungssystem imaging system
8 8th
Fuß foot
9 9
Auffangbohrung collecting hole
10 10
Flächenkamerachip Area camera chip
11 11
Trägerplatte support plate
PC 5 - PC 13 PC 5 ​​- PC 13
Pixelcluster pixel clusters
A - G A - G
Abbildungssystem imaging system
PC A -PC G PC A -PC G
Pixelcluster pixel clusters
Beschreibung für folgenden Vertragsstaat : GB Description for the following Contracting: GB

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. The invention relates to an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle.

Eine derartige Überwachungseinrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 4 867 561 bekannt. Such a monitoring device is known for example from US-PS 4,867,561. Diese Überwachungseinrichtung ist als Regensensor eingesetzt und besteht aus einem Abbildungssystem zum Abbilden von auf der Windschutzscheibe befindlichen Wassertropfen auf einem optoelektronischen Sensorarray, welches als CCD-Zeile ausgebildet ist. This monitoring device is used as a rain sensor and consists of an imaging system for imaging found on the windshield of water droplets on an optoelectronic sensor array, which is configured as a CCD line. Der Regensensor umfaßt eine IR-lichtemittierende Einheit, deren Licht zum Detektieren von Wassertröpfchen auf der Windschutzscheibe zu dieser hingerichtet ist und wobei bei Vorhandensein von Wassertröpfchen auf der Windschutzscheibe eine Reflektion des emittierten Lichtes erfolgt. The rain sensor comprises an IR light emitting unit, the light of which is executed for detecting water droplets on the windscreen to this and wherein the presence of water droplets on the windshield is carried out a reflection of the emitted light. Das reflektierte Licht wird einer abbildenden konvexen Linse zugeführt, hinter der die CCD-Zeile als photoelektrisches Sensorarray angeordnet ist. The reflected light is supplied to an imaging convex lens behind which the CCD line is arranged as a photoelectric sensor array. In diesem Fall dient die Linse als Abbildungssystem zum Abbilden der von dem Sensorarray zu erfassenden optischen Information. In this case, the lens serving as an imaging system for imaging of the to be detected by the sensor array optical information.

In einer Ausgestaltung dieses vorbekannten Regensensors ist vorgesehen, zwei IR-Lichtquellen zu verwenden, wobei die eine auf die äußere Oberfläche der Windschutzscheibe und die andere auf die innere Oberfläche der Windschutzscheibe abgestimmt ist. In one embodiment of this prior art rain sensor is provided to use two IR light sources, which is matched to the outer surface of the windshield and the other on the inner surface of a windshield. Dadurch ist eine Unterscheidung zwischen auf der Außenseite der Windschutzscheibe befindlichen Regentropfen und auf der Innenseite der Windschutzscheibe befindlichen Wassertröpfchen (Beschlag) möglich. Characterized a distinction between located on the outside of the windshield raindrops and located on the inside of the windshield of water droplets (fogging) is possible. Zu diesem Zweck sind eine bestimmte Anzahl nebeneinander liegender Wandlerelemente der CCD-Zeile zum Auswerten in Wandlerelementgruppen zusammengefaßt. For this purpose, a certain number of adjacent transducer elements of the CCD line for evaluating are summarized in transducer element groups. Dabei ist vorgesehen, eine solche Gruppe der für das Detektieren von Regentropfen vorgesehenen Lichtquelle und eine weitere Gruppe der für das Detektieren eines Beschlages vorgesehenen Lichtquelle zuzuordnen. It is provided to assign a group of such provided for detecting raindrops light source and a further group of provided for the detecting of a fitting light source.

Insgesamt stellt diese vorbekannte Vorrichtung einen Regen- bzw. Feuchtigkeitssensor dar, mit dem ausschließlich feststellbar ist, ob Wassertröpfchen auf der Außen- oder auf der Innenseite einer Windschutzscheibe vorhanden sind. Overall, this prior art device represents a rain or moisture sensor, which is exclusively determined if water droplets are present on the outside or on the inside of a windshield.

Aus der DE 197 04 818 A1 ist ein optischer Sensor bekannt, bei dem unterschiedlichen Überwachungsobjekten zugeordnete optische Überwachungssysteme ein photoelektrisches Sensorarray, etwa ein CCD-Array beaufschlagen. From DE 197 04 818 A1, an optical sensor is known in which different monitoring objects optical monitoring systems associated with a photoelectric sensor array, apply as a CCD array. Diese optoelektronische Überwachungseinrichtung dient zum einen einer Kontrasterkennung der Kraftfahrzeugumgebung, beispielsweise zur Detektion von Tunnelein- und -ausfahrten. This optoelectronic monitoring device is used for one of a contrast detection of the automotive environment, for example for the detection of tunnel entrances and exits,. Das eingesetzte Abbildungssystem besteht aus einer optischen Sammellinse, die auf die Umgebung des Kraftfahrzeuges nach vorne gerichtet fokussiert ist. The imaging system employed consists of an optical condenser lens, which is focused directed to the surroundings of the motor vehicle to the front. In einer weiteren Anwendung dieser Überwachungseinrichtung dient diese als Regensensor. In another application of this monitoring device, this serves as a rain sensor. Zu diesem Zweck wird in den Strahlengang des zuvor beschriebenen Abbildungssystems die Rückstreustrahlung von innenseitig die Windschutzscheibe beleuchteten Lichtstrahlen eingebracht, wobei die am Sensorarray empfangene Rückstreuung ein Maß für die Benetzung der Windschutzscheibe ist. For this purpose, the backscattered radiation is introduced from the inside of the windshield illuminated light rays in the beam path of the imaging system described above, wherein the received at the sensor array back-scattering is a measure of the wetting of the windscreen. Ausgangsseitig ist an das Sensorarray eine Auswerteeinheit zum Ansteuern von Aktoren in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ergebnis einer Auswertung der objektbezogenen Informationen angeordnet. an evaluation unit for controlling actuators in response to the respective result of an evaluation of the object-related information output side arranged on the sensor array.

Im Automotivebereich werden optische Sensoren zum Erfassen vielfältiger optischer Informationen verwendet. In the automotive industry, optical sensors are used to detect a variety of optical information. Beispielsweise finden derartige Sensorsysteme Anwendung bei der Erfassung des Sonnenstandes, bei der Fahrlichtsteuerung oder etwa bei einer Innenraumüberwachung. For example, such sensor systems are used in the detection of the sun, in the headlight control or about an interior monitoring. Sämtliche dieser Systeme verfügen über entsprechende photoelektrische Sensorarrays sowie über entsprechende Abbildungssysteme. All of these systems have corresponding photoelectric sensor array and use the appropriate systems.

Ausgehend von diesem diskutiertem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Überwachungseinrichtung vorzuschlagen, mit der unterschiedliche optische Informationen verschiedener optischer Sensorsysteme erfaßbar und auf einem Sensorarray abbildbar sind. Starting from this prior art diskutiertem the invention is therefore the object of proposing an optoelectronic monitoring device, can be detected and imaged on a sensor array with the different optical information from different optical sensor systems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optoelektronische Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren unterschiedlichen Überwachungsobjekten zugeordneten optischen Abbildungssystemen gelöst, die ausgangsseitig die photosensitive Oberfläche eines gemeinsamen photoelektrischen Sensorarrays, bestehend aus einer Vielzahl von einzelne Bildpunkte bildenden photoelektrischen Wandlerelementen in einer zweidimensionalen Anordnung, beaufschlagen, welche Wandlerelemente in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Lichtbeaufschlagung ein der Lichtstärke entsprechendes elektrisches Signal generieren, wobei der Ausgang eines jeden Abbildungssystems zum Abbilden der von diesem Abbildungssystem bereitgestellten optischen Information über einer diesem Abbildungssystem zugeordneten, aus einem oder mehreren Wandlerelementen bestehende Wandlerelementgruppe angeordnet ist, sowie mit einer durch die elektrischen Ausgangssignale des Sensorarrays beaufschlagten Auswerteeinheit zum Anst This object is achieved by an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle associated with several different monitoring objects optical imaging systems, on the output side act on the photosensitive surface of a common photoelectric sensor array comprising forming a plurality of individual image points photoelectric conversion elements in a two-dimensional arrangement, which transducer elements in depending on their respective light impingement generate a light intensity corresponding electrical signal, wherein the output of each imaging system assigned for mapping the information provided by this imaging system, optical information on a this imaging system is arranged from one or more transducer elements existing transducer element group, and having an electrical through the output signals of the sensor array applied to the evaluation unit Anst euern von Aktoren in Abhängigkeit von dem Ergebnis einer Auswertung der Objekt bezogenen Informationen, welche Abbildungssysteme im Bereich ihrer Ausgänge zu einer gegenständlichen Einheit zusammengefaßt und auf einem dem Sensorarray zugeordneten Schaltungsträger fixiert sind. euern of actuators in response to the result of an evaluation of the object-related information, which imaging systems are combined at their outputs to an objective unit and fixed to an associated one of the sensor array circuit carrier.

Durch die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung, der mehrere Abbildungssysteme, zweckmäßigerweise von einem gemeinsamen, die Abbildungssysteme zusammenfassenden Halter getragen, zugeordnet sind, kann diese Überwachungseinrichtung unter Verwendung eines einzigen Sensorarrays für die unterschiedlichsten optischen Sensorsysteme eingesetzt werden. The inventive monitoring device, which a plurality of imaging systems, conveniently carried by a common, imaging systems summary holder associated, these monitoring means can be employed using a single sensor array for a variety of optical sensor systems. Als Abbildungssysteme kommen sowohl bildabbildende, etwa Linsen, oder lichtleitende Systeme in Frage. As imaging systems systems are both visual imaging, such as lenses or light-conducting in question. Da dem Ausgang jedes Abbildungssystems eine bestimmte Wandlerelementgruppe des Sensorarrays zugeordnet ist, ist eine eindeutige Zuordnung bestimmter Gruppensignale zu bestimmten Abbildungssystemen und somit zu bestimmten zu erfassenden optischen Informationen möglich. Since the output of each imaging system is associated with a particular transducer element group the sensor array, a unique assignment of certain group signals at certain imaging systems, and thus certain to be detected optical information is possible. Dabei kann vorgesehen sein, daß zwischen den einzelnen Wandlerelementgruppen Wandlerelementspalten bzw. -zeilen vorgesehen sind, die keinem Abbildungssystem zugeordnet sind. It can be provided that converter element columns are or -lines provided between the individual transducer element groups which are not associated with the imaging system. Mit diesen Wandlerelementen ließe sich eine Belichtungssteuerung entsprechend dem Umgebungslicht oder eine Bestimmung des Gleichlichtanteiles durchführen. These transducer elements to an exposure control in accordance with the ambient light or a determination of the direct light component could perform.

Die einzelnen Abbildungssysteme sind im Bereich des photoelektrischen Sensorarrays zu einer gegenständlichen Einheit zusammengefaßt und auf dem Schaltungsträger des Sensorarrays fixiert. The individual imaging systems are summarized in the area of ​​the photoelectric sensor array to form a physical unit and fixed on the circuit carrier of the sensor array. Somit ist das Sensorarray bezüglich der Ausgänge der Abbildungssysteme in einer fixierten Position gehalten, so daß auch bei Auftreten von Fahrzeugvibrationen von den Abbildungssystemen immer dieselben Wandlerelemente beaufschlagt werden. Thus, the sensor array with respect to the outputs of the imaging systems is held in a fixed position so that also are acted upon the occurrence of vehicle vibration by the imaging systems always the same transducer elements.

Bei Bestückung eines in einem Kraftfahrzeug verwendeten photoelektrischen Sensorarrays mit einer Linse als eines der Abbildungssysteme ist dieses zum Erfassen bildabbildender Informationen geeignet. In assembling a motor vehicle used in a photoelectric sensor array with a lens as one of the imaging systems of this picture imaging for detecting information is suitable. Ein solches System läßt sich daher beispielsweise als Innenraumüberwachungssystem oder auch zur Überwachung der Umgebung des Kraftfahrzeuges, etwa zum Signalempfang bei einer Abstandssensorik verwenden. Therefore, such a system can, for example, as an interior monitoring system or for monitoring the environment of the motor vehicle, use about for signal reception at a distance sensor. Bei Verwendung dieses Sensorarrays zur Innenraumüberwachung ist es zweckmäßig, ein solches Sensorarray im Bereich des inneren Rückspiegels bzw. im Bereich einer Dachkonsole, etwa als Dachmodul nach hinten blickend anzuordnen. Using this sensor arrays for interior monitoring, it is useful to arrange such a sensor array in the region of the inner rear-view mirror or in the region of a roof panel, such as a roof module backwards looking. Die übrigen optischen Informationen werden dem Sensorarray mittels optischen Lichtleitern als weitere Abbildungssysteme zugeführt, wobei einzelne Fasern zur Übermittlung etwa von Lichtstärken oder Faserbündel zur Übermittlung von bildabbildenden Informationen eingesetzt sein können. The remaining optical information is supplied to the sensor array by means of optical light guides than other imaging systems, with individual fibers for transmission of light as starches or fiber bundle may be used for the transmission of image-forming information.

Ein solches photoelektrisches Sensorarray mit einer durch Zusammenfassung verschiedener Abbildungssysteme gebildeten Multifunktionsoptik kann auch an anderer Position in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Such a photo-electric sensor array with a plane formed by combination of various imaging systems multifunction optics can be arranged at a different position in a motor vehicle. Die dem Sensorarray zugeführte optische Information kann bereits hinsichtlich der tatsächlich zu erfassenden Information gefiltert sein. Supplied to the sensor array optical information may already be filtered in terms of actually detected information. Da das Sensorarray zur Aufnahme einer großen Frequenzbandbreite ausgestaltet sein kann, ist ein solches Sensorarray gleichzeitig für die unterschiedlichsten optischen Sensoriken geeignet, die sowohl IR-Licht, sichtbares Licht oder UV-Licht verwenden können. Since the sensor array for accommodating a wide frequency bandwidth can be designed, such a sensor array is also suitable for a variety of optical sensor systems that can use both the IR light, visible light or UV light.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist als Sensorarray ein solches vorgesehen, dessen einzelne Wandlerelemente frei adressierbar und auslesbar sind. In an advantageous development of such is provided as the sensor array, the individual transducer elements are freely addressable and readable. Eine solche Ausgestaltung bringt insbesondere Vorteile hinsichtlich einer Ausrichtung der sensorarrayseitigen Ausgänge der Abbildungssysteme zur photosensitiven Oberfläche des Sensorarrays bei einer Montage der beiden Elemente sowie in Bezug auf eine Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität. Such a configuration brings particular advantages with respect to an orientation of the sensor array-side outputs of the imaging systems to the photosensitive surface of the sensor array in an assembly of the two elements as well as with respect to a guarantee of a constant quality. Aufgrund der gleichartigen Ausbildung aller Wandlerelemente des Sensorarrays läßt sich bei dieser Ausgestaltung die räumlich Lage einer Wandlerelementgruppe softwaremäßig definieren. Due to the similar training for all transducer elements of the sensor array, the spatial position of a transducer element group can be defined by software in this configuration. Es ist dann eine softwaregesteuerte Justage der Wandlerelementgruppen bezüglich der jeweiligen Abbildungssysteme möglich. It is then a software-controlled adjustment of the transducer element groups with respect to the respective imaging systems possible. Dadurch lassen sich Montageungenauigkeiten hinsichtlich der Anordnung der Abbildungssysteme zum Sensorarray ausgleichen; This assembly inaccuracies can be compensated for sensor array in the arrangement of the imaging systems; ebenfalls sind die einzelnen Wandlerelementgruppen an Veränderungen, die sich infolge eines langjährigen Betriebes oder infolge anderer Ursachen, die zu einer Abweichung der für ein Abbildungssystem definierten Wandlerelementgruppe führen, softwaremäßig adaptierbar. also, the individual transducer element groups on changes taking place as a result of many years of operation or due to other causes, which lead to a deviation of the transducer element group defined for an imaging system by software adaptable.

Weitere Vorteile der Erfindung sowie Weiterbildungen sind Bestandteil der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Further advantages of the invention as well as further developments are part of the dependent claims and the following description of an embodiment. Es zeigen: Show it:

Fig. 1: Fig. 1:
einen schematisierten Schnitt durch ein photoelektrisches Sensorarray mit mehreren Abbildungssystemen einer optoelektronischen Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, a diagrammatic section through a photoelectric sensor array having a plurality of imaging systems, an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle,
Fig. 2: Fig. 2:
eine vergrößerte Draufsicht auf das Sensorarray der Figur 1 und an enlarged plan view of the sensor array of Figure 1 and
Fig. 3 Fig. 3
eine schematische Ansicht durch ein weiteres photoelektrisches Sensorarrays mit mehreren Abbildungssystemen einer optoelektronischen Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. a schematic view of a further photoelectric sensor array having a plurality of imaging systems, an optoelectronic monitoring device for a motor vehicle.

Auf einer Leiterplatte 1 ist ein photoelektrischer Sensorarray 2 mit seinen Kontaktfüßen 3 entsprechende Leiterbahnen elektrisch kontaktierend befestigt. On a circuit board 1, a photoelectric sensor array 2 is mounted with its contact pads 3 corresponding printed conductors electrically contacting. Bei dem photoelektrischen Sensorarray 2, handelt es sich um einen quadratischen Kamerasensorchip, dessen photosensitive Oberfläche durch eine Vielzahl von einzelnen Wandlerelementen (Pixeln) gebildet wird. In the photoelectric sensor array 2, is a square camera sensor chip whose photosensitive surface is formed by a plurality of individual transducer elements (pixels). Bei dem dargestellten photoelektrischen Sensorarray sind quadratische Pixel vorgesehen, so daß das Sensorarray 2 eine der Spaltenpixelzahl entsprechende Zeilenpixelzahl aufweist. In the exemplary photoelectric sensor array square pixels are provided, so that the sensor array 2 has one of the column pixel count corresponding row number of pixels. Die einzelnen Pixel des Kamerasensorchips 2 sind frei adressierbar und auslesbar. The individual pixels of the camera sensor chip 2 are freely addressable and readable.

Oberhalb des Sensorarrays 2 ist eine in einem nicht näher dargestellten Halter gehaltene Multifunktionsoptik 4 angeordnet. Above the sensor array 2 is an in a not-shown holder multifunction optical system 4 is arranged. Die Multifunktionsoptik 4 stellt einen Optikkörper dar, in dem mehrere Abbildungssysteme 5, 6, 7 zusammengefaßt sind. The multi-function optical system 4 is an optical body is in which multiple imaging systems 5, 6, are summarized. 7 Die Abbildungssysteme 5, 6, 7 führen der photosensitven Oberfläche des Sensorarrays 2 die für die Erfassung bestimmter Systeme benötigte optische Information zu. The imaging systems 5, 6, 7 perform the time required for the recording of certain optical information systems to the photosensitven surface of the sensor array. 2 Bei dem Abbildungssystem 5 handelt es sich um eine abbildende Optik, nämlich um eine konvexe Linse; In the imaging system 5 is an imaging optical system, namely a convex lens; bei den Abbildungssystemen 6, 7 handelt es sich jeweils um optische Lichtleiter, die die benötigte optische Information von dem eigentlichen Ort der Erfassung dem Sensorarray 2 zuführen. in the imaging systems 6, 7 are in each case to optical light conductors which perform the required optical information from the actual location of the detection to the sensor array. 2 Das Abbildungssystem 5 dient bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zur Innenraumüberwachung eines Kraftfahrzeuges. The imaging system 5 is used in the illustrated embodiment in Figure 1 for monitoring a motor vehicle interior. Die Abbildungssysteme 6, 7 dienen der Darstellung einer Regensensorik bzw. einer Sonnenstandssensorik. The imaging systems 6, 7 are used to represent a rain sensor or a sun position sensor.

Die Multifunktionsoptik 4 bzw. der Halter des Optikkörpers ist über Füße 8 abgestützt auf der Leiterplatte 1 in Auffangbohrungen 9 gehalten und befestigt. The multi-functional optical unit 4 and the holder of the optical body is about 8 feet supported on the circuit board 1 in collecting holes 9 is held and fixed.

Aus der Darstellung der Figur 1 wird deutlich, daß bei der Montage sowohl des Kamerasensorchips 2 als auch der Multifunktionsoptik 4 Toleranzungenauigkeiten hinsichtlich der Zuordnung des Ausgangs eines Abbildungssystems 5, 6 oder 7 zu einem bestimmten diesen Ausgängen zugeordneten Pixelcluster auftreten können. From the illustration in Figure 1 it is clear that can 4 tolerance inaccuracies with regard to the assignment of the output of an imaging system 5, 6 or 7 to a certain assigned to these outputs pixel clusters in the assembly of both the camera sensor chips 2 and the multi-function optic. Eine exakte, an die tatsächlichen Ausgänge der Abbildungssysteme 5, 6, 7 nach einer Montage der Einheiten 2, 4 auf einer Leiterplatte 1 adaptierte Justage der Einheiten 2, 4 zueinander erfolgt durch eine softwaregesteuerte Pixelclusterung, so daß genau diejenigen Pixel des Sensorarrays 2 dem jeweiligen Ausgang eines Abbildungssystemes 5, 6, 7 zugeordnet sind, die auch tatsächlich von dem Ausgang eines solchen Abbildungssystemes 5, 6, 7 lichtbeaufschlagt sind. An accurate, actual to the outputs of the imaging systems 5, 6, 7 adapted on a circuit board 1 after assembly of the units 2, 4, adjustment of the units 2, 4 to one another is by a software-controlled Pixelclusterung so that exactly those pixels of the sensor array 2 of each are assigned to the output of an imaging system 5, 6, 7 which are actually lichtbeaufschlagt from the output of such imaging system 5, 6,. 7 Zu diesem Zweck sind die einzelnen Pixel frei adressierbar. For this purpose, the individual pixels are freely addressable. Entsprechend lassen sich langsamere Veränderungen infolge des Betriebes dieses Systems ausgleichen. Accordingly, slower changes due to the operation of this system can be compensated.

Aus der in Figur 2 gezeigten Draufsicht auf die photosensitive Seite des Kamerasensorchips 2 wird die Clusterung der Pixel deutlich. the clustering of the pixels is significantly from the position shown in Figure 2 plan view of the photosensitive side of the camera sensor chip. 2 Dem Abbildungssystem 5 ist das Pixelcluster PC 5, dem Abbildungssystem 6 das Pixelcluster PC 6 und dem Abbildungssystem 7 das Pixelcluster PC 7 zugeordnet. The imaging system 5, the pixel cluster PC 5, the imaging system is 6, the pixel cluster PC 6 and the imaging system 7, the pixel cluster PC 7 assigned. Neben den Abbildungssystemen 5, 6, 7 sind in der Multifunktionsoptik 4 weitere, in Figur 1 der Übersicht halber nicht dargestellte Abbildungssysteme enthalten, deren Pixelcluster in Figur 2 mit PC 10, PC 11, PC 12 und PC 13 bezeichnet sind. In addition to the imaging systems 5, 6, 7 are in the multifunction optical system 4 further included in Figure 1 for clarity imaging systems, not shown, the pixel clusters are designated in Figure 2 with PC 10, PC 11, PC 12 and PC. 13 Die einzelnen Pixelcluster PC 5, PC 6, PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 grenzen nicht unmittelbar aneinander, sondern sind durch einzelne Pixelreihen bzw. -spalten voneinander getrennt. The individual pixel cluster PC 5, PC 6, the PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 does not directly adjoin one another, but are by individual pixel rows or columns separated from each other. Diese, dem Ausgang eines Abbildungssystems nicht unmittelbar zugeordneten Pixel können entweder ungenutzt und somit softwaremäßig nicht angesteuert sein, oder aber diese können etwa der Belichtungssteuerung oder zur Bestimmung des Gleichlichtanteiles verwendet werden. This, the output of an imaging system not directly associated pixels may either be unused, and thus by software not driven, or they can be used as the exposure control or determination of the direct light component.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausgänge der verwendeten Abbildungssysteme so angeordnet, daß diese quasi unmittelbar aneinandergrenzen, wobei diese sich jedoch gegenseitig nicht beeinflussen. In a further embodiment not shown, the outputs of the imaging systems used are so arranged that these quasi directly adjoin one another, which mutually not influence each other.

Durch die freie Auslesbarkeit der einzelnen Pixelcluster PC 5, PC 6, PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 können die Signale getrennten Auswerteverfahren zugeführt werden. Due to the free readability of each pixel cluster PC 5, PC 6, the PC 7, PC 10, PC 11, PC 12, PC 13 signals the separate evaluation can be fed. Entsprechend ist es möglich, den einzelnen Pixelclustern PC 5 bis PC 13 unterschiedliche Bedeutungen bzw. Prioritäten zuzuordnen, anhand deren sich die Rangfolge ihres Auslesens orientiert. Accordingly, it is possible to assign PC 5 PC 13 different meanings and priorities to the individual pixel clusters which can determine the ranking of a reading-oriented.

Der Kamerasensorchip 2 ist an eine in den Figuren nicht dargestellte Prozessoreinheit angeschlossen, durch die die einzelnen Pixelcluster PC 5 bis PC 13 des Kamerasensorchips 2 entsprechend einem vorgegebenen Algorithmus ausgelesen werden. The camera sensor chip 2 is connected to a not shown in the figures processor unit by which the individual pixel cluster PC 5 are read out to the PC 13 of the camera sensor chip 2 in accordance with a predetermined algorithm.

Nach Art einer perspektivischen Ansicht ist in Figur 3 schematisiert die Aufnahmeeinheit einer weiteren optoelektronischen Überwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug dargestellt. In the manner of a perspective view of the recording unit of another optoelectronic monitoring device for a motor vehicle schematically shown in Figure 3. Die Aufnahmeeinheit umfaßt wiederum einen Flächenkamerachip 10, der auf einer Trägerplatte 11 montiert ist. The pickup unit in turn comprises a surface of camera chip 10 which is mounted on a support plate. 11 In einem nicht näher dargestellten Halter sind mehrere Abbildungssysteme A - G zusammengefaßt und von diesem in ihrer in Figur 3 dargestellten Position bezüglich der photosensitiven Oberfläche des Flächenkamerachips 10 gehalten. In a not-shown holder a plurality of imaging systems are A - G combined and held by the latter in its illustrated in Figure 3 position relative to the photosensitive surface of the camera chip surface 10th Die Abbildungssysteme A - G führen optische Informationen von unterschiedlichen Überwachungsobjekten dem Flächenkamerachip 10 zu. The imaging systems A - G lead optical information from different monitoring objects the area camera chip 10 to. Jedem Abbildungssystem A - G ist ein diskretes Pixelcluster PC A - PC G zugeordnet. Each imaging system A - G is a discrete pixel cluster PC A - PC G assigned. Bei den Abbildungssystemen E - G handelt es sich um bildabbildende Abbildungssysteme, wobei die in Figur 3 dargestellten Optiken nach Art konvexer Linsen ausgebildet sind. In the imaging systems E - G is image imaging imaging systems, the optics illustrated in Figure 3 are designed in the form of convex lenses. Die übrigen Abbildungssysteme A - D dienen der Übermittlung von lichtabbildenden Informationen, wie beispielsweise Helligkeitsunterschieden. Other imaging systems A - D are intended to give light imaging information, such as differences in brightness.

Es ist besonders vorteilhaft, die dargestellten Abbildungssysteme A - G aus einem Kunststoff herzustellen, wobei die dargestellten Optikkörper durch Stege miteinander verbunden sind. It is particularly advantageous, the exemplary imaging systems A - G manufacture of a plastic, wherein the optical body shown are connected to each other by webs. Die Stege stellen dann den gemeinsamen Halter der Abbildungssysteme A - G dar, wobei diese sich über Füße auf der Trägerplatte 11 abstützen. The webs then set the common support of the imaging systems A - represents G, which are supported on feet on the support plate. 11 Dabei kann vorgesehen sein, daß diese zusammengehaltenen Abbildungssysteme durch einen rastenden Steckvorgang mit der Trägerplatte 11 verbindbar sind. In this case that these are held together imaging systems can be connected by a latching plug-in operation with the carrier plate 11 can be provided.

In einer Weiterführung ist vorgesehen, daß einzelne Pixelcluster nicht einheitlich, sondern in Blöcke segmentiert blockweise ausgelesen werden, wie dies etwa aus der US-PS 4 867 561 bekannt ist. In a further development it is provided that individual pixel clusters not uniform, but in blocks segmented is read out block by block, as is known for instance from the US-PS 4,867,561.

Aus der Darstellung der Erfindung wird deutlich, daß das beschriebene photoelektrische Sensorarray mit seiner Multifunktionsoptik für zahlreiche Anwendungsfälle geeignet ist, von denen hier beispielsweise die Anwendung im Automotivebereich dargelegt ist. From the illustration of the invention will be apparent that the photoelectric sensor array described is suitable, with its optics multifunction for numerous applications, one of which for example the application in the automotive sector is set forth herein. Die Möglichkeit der zentralen Anordnung eines solchen Systems wirkt sich auch günstig auf die Variabilität eines solchen Systems aus, beispielsweise wenn eine Multifunktionsoptik freie Aufnahmen zur nachträglichen Installation zusätzlicher Abbildungssysteme aufweist. The ability of the central arrangement of such a system also has a favorable effect on the variability of such a system from, for example, when a multi-function optic has free images for subsequent installation of additional imaging systems. Durch einfaches Umprogrammieren der Pixelcluster bzw. durch zusätzliches Aktivieren bestimmter Pixelcluster läßt sich der Kamerasensorchip 2 entsprechend einrichten. By simply reprogramming the pixel clusters, or by additionally activating certain pixel clusters the camera sensor chip 2 can be set up accordingly.

Zusammenstellung der Bezugszeichen Compilation of reference numerals

1 1
Leiterplatte circuit board
2 2
photoelektrisches Sensorarray, Kamerasensorchip photoelectric sensor array camera sensor chip
3 3
Kontaktfuß contact foot
4 4
Multifunktionsoptik Multifunction optics
5 5
Abbildungssystem imaging system
6 6
Abbildungssystem imaging system
7 7
Abbildungssystem imaging system
8 8th
Fuß foot
9 9
Auffangbohrung collecting hole
10 10
Flächenkamerachip Area camera chip
11 11
Trägerplatte support plate
PC 5 - PC 13 PC 5 ​​- PC 13
Pixelcluster pixel clusters
A - G A - G
Abbildungssystem imaging system
PC A -PC G PC A -PC G
Pixelcluster pixel clusters

Claims (5)

  1. Opto-electronic monitoring apparatus for an automotive vehicle, having a plurality of optical imaging systems (5 - 7; A - G), which are associated with different objects to be monitored and, on the output side, act upon the photosensitive surface of a common photoelectrical sensor array (2, 10), which comprises a plurality of photoelectrical, freely addressable and readable transducer elements, forming individual image points, in a two-dimensional arrangement, which transducer elements generate an electrical signal, corresponding to the light intensity, in dependence on their respective light impingement, the output of each imaging system (5 - 7; A - G) being disposed above a group of transducer elements (PC 5 - PC 13; PCA - PCG), which is associated with this imaging system (5 - 7; A - G) and comprises one or more transducer elements, to display the optical information provided by this imaging system, as well as an evaluation unit, which is acted upon by the electrical output signals of the sensor array (2, 10), to trigger actuators in dependence on the result of an evaluation of the object-related information, which imaging systems are combined to form one individual unit in the region of their outputs and are secured on a circuit carrier associated with the sensor array (2, 10).
  2. Apparatus according to claim 1, characterised in that the transducer elements, combined in each group of transducer elements (PC 5 - PC 13; PCA - PCG), are distinguished from those transducer elements combined in the other groups of transducer elements (PC 5 - PC 13; PCA - PCG).
  3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterised in that at least one of the imaging systems (5 - 7; A - G) has an image-displaying optical body, for example a lens (5, E - F), and other systems are configured as optical photoconductors (6, 7, A - D).
  4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterised in that the optical body (5) for displaying the interior is provided to effect a monitoring of the interior of the automotive vehicle, and the photoconductors (6, 7) are provided, for example, to sense rain, to sense the brightness of the sun or to control headlights.
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